### LabVIEW与单片机串口通讯关键技术点
#### 一、引言
在现代工业自动化领域，虚拟仪器（Virtual Instrument, VI）与单片机的结合应用日益增多。其中，串口通信作为一种简单有效的方法，在连接这两种设备时发挥了重要作用。本文主要探讨了基于LabVIEW环境下的虚拟仪器与单片机之间的串口通信实现方法，并具体介绍了其实现过程和技术细节。
#### 二、基础知识
##### 1. 虚拟仪器(VI)
虚拟仪器是一种基于计算机的测试和测量设备，它利用软件来定义仪器的功能。LabVIEW是由美国国家仪器公司(National Instruments)开发的一种图形化编程语言，广泛应用于虚拟仪器的开发中。
##### 2. 单片机
单片机是一种集成微处理器、存储器、输入/输出接口等功能于一块芯片上的微型计算机。它通常被用于嵌入式系统中，执行特定的任务，如数据采集、控制等功能。
##### 3. 串口通信
串口通信是一种常见的数据传输方式，数据一位一位地顺序传送，其主要特点是通信线路简单，适用于近距离通信。RS-232是常用的串口通信标准之一。
#### 三、系统原理
##### 1. 系统硬件配置
- **上位机**: PC机，安装有LabVIEW开发环境。
- **下位机**: 80C51单片机，作为数据采集和处理单元。
- **通信接口**: RS-232串行接口，通过二芯屏蔽电缆连接PC机和单片机。
- **电平转换**: MAX232芯片用于实现RS-232标准电平与单片机TTL电平之间的转换。
##### 2. 通信协议
- **通信方式**: RS-232异步通信，单片机采用工作模式1，即8位数据位、1位起始位、1位停止位、无奇偶校验。
- **波特率**: 设定为4800bps，确保上下位机的波特率一致。
- **指令格式**: 主控机（PC机）通过LabVIEW发送指令控制单片机的动作，包括PWM波的生成和结束以及占空比的调整。
#### 四、程序设计
##### 1. 主机通信程序
- **编程语言**: 使用LabVIEW进行图形化编程。
- **主要功能**:
- 串口初始化：选择串口端口、设置波特率等。
- 控制PWM波的生成、结束及占空比调整。
- 数据采集处理：读取单片机发送的数据，并进行相应的处理。
- **关键模块**:
- 串口初始化模块
- 串口读模块
- 串口写模块
##### 2. 下位机串行通信程序设计
- **编程语言**: 汇编语言。
- **主要功能**:
- 串口通信初始化：设置寄存器以匹配PC机的波特率。
- PWM波生成：通过软件编程实现不同占空比的PWM波输出。
- **技术要点**:
- 定时器配置：用于确定PWM波的基本周期。
- 占空比调整：通过改变高电平和低电平的持续时间来实现不同的占空比。
#### 五、实验验证
实验结果显示，通过LabVIEW与单片机的串口通信，能够成功控制单片机产生不同占空比的PWM波，并实现对电机转速的有效控制。这证明了该方案的可行性和稳定性。
#### 六、总结
本文详细介绍了一种基于LabVIEW的虚拟仪器与单片机之间的串口通信实现方法。通过对硬件配置、通信协议和程序设计的深入分析，展示了如何通过简单的串口通信实现复杂的控制功能。这种方法不仅适用于实验室环境，也适合于工业现场的实际应用。
